KARYA ILMIAH

LAPORAN AKHIR PENELITIAN MANDIRI

BIDANG ILMU TEKNIK ELEKTRO

TAHUN 2015

CATU DAYA DC TETAP +5V DAN +12V / 10A

UNTUK LABORATORIUM ELEKTRONIKA

Tim Peneliti :

PRATOLO RAHARDJO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

TAHUN 2015

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL DEPAN .................................................................................. i

DAFTAR ISI ................................................................................................................ ii

DAFTAR TABEL ....................................................................................................... iii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... iv

ABSTRAK ................................................................................................................... v

KATA PENGANTAR ................................................................................................. vi

BAB I. PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang .................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ............................................................................... 1

1.3. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ................................................. 2

1.4. Tujuan ................................................................................................. 2

1.5. Manfaat ............................................................................................... 2

1.6. Sistematika Penulisan .......................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 4

2.1. Dioda Bridge ....................................................................................... 4

2.2. Transformator .................................................................................... 4

2.3. Kapasitor ............................................................................................. 6

2.4. IC Regulator Tegangan Tetap ............................................................. 11

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................................. 13

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................. 13

3.2. Data-Data Penelitian ............................................................................ 13

3.2.1. Sumber Data Penelitian ............................................................ 13

3.2.2. Jenis Data Penelitian ................................................................ 13

3.2.3. Teknik Pengumpulan data Penelitian ....................................... 14

3.3. Metode Rancang-Bangun Alat atau Rangkaian .................................. 14

3.3.1. Alat ........................................................................................... 14

3.3.2. Diagram Alur Pembuatan Alat atau Rangkaian ....................... 15

3.3.3. Diagram Blok Alat atau Rangkaian ......................................... 15

3.3.4. Skematika Rangkaian ............................................................... 16

3.4. Cara Kerja Rangkaian Keseluruhan .................................................... 16

3.5 Jadwal Pelaksanaan Penelitian (Time Schedule) .................................. 17

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN ........................................... 18

4.1. Hasil Pengujian dan Pembahasan ........................................................ 18

BAB V PENUTUP .................................................................................................. 20

5.1. Kesimpulan ......................................................................................... 20

6.2. Saran .................................................................................................... 20

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 21

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Keluarga IC Regulator Tegangan DC Positif 78XX ................................... 11

Tabel 2.2. Keluarga IC Regulator Tegangan DC Negatif 79XX ................................. 11

Tabel 3.1. Jadwal Kegiatan Penelitian Per Mingguan ................................................. 17

Tabel 4.1. Tabel Hasil Pengujian Rangkaian Catu Daya (Power Supply) ................... 19

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Dioda Bridge ........................................................................................... 4

Gambar 2.2. Konstruksi Transformator ........................................................................ 6

Gambar 2.3. Prinsip Kerja Kapasitor ........................................................................... 6

Gambar 2.4. Fungsi Kapasitor pada Rangkaian Penyearah Gelombang ..................... 7

Gambar 2.5. Jenis dan Simbul Kapasitor Tetap ........................................................... 7

Gambar 2.6. Bentuk Fisik Kapasitor Polar .................................................................. 8

Gambar 2.7. Bentuk Fisik Kapasitor Non-Polar ........................................................... 9

Gambar 2.8. Bentuk Fisik Kapasitor Variable .............................................................. 10

Gambar 2.9. Contoh Rangkaian Catu Daya (Power Supply) sederhana +12 V DC .... 12

Gambar 3.1. Diagram Alur Pembuatan Rangkaian ..................................................... 15

Gambar 3.2. Diagram Blok Rangkaian Keseluruhan ................................................... 16

Gambar 3.3. Rangkaian Catu Daya (Power Supply) menggunakan IC LM 7805 dan LM 7812 ....... 16

Gambar 4.1. Lokasi Titik Pengujian Rangkaian Catu Daya (Power Supply) ............................ 18

Gambar 4.2. Hasil Pengujian Rangkaian Catu Daya (Power Supply) pada Titik A ........................ 19

Gambar 4.3. Hasil Pengujian Rangkaian Catu Daya (Power Supply) pada Titik B ........................ 19

ABSTRAK

CATU DAYA DC TETAP +5V DAN +12V / 10A

UNTUK LABORATORIUM ELEKTRONIKA

Ketersediaan catu daya (Power Supply, PS) DC untuk Laboratorium

Elektronika adalah salah satu hal yang penting. Catu daya DC sangat

mempengaruhi penampilan unjuk kerja keseluruhan dari suatu alat atau modul

yang telah dikoneksikan. Catu daya DC yang kurang baik, sudah tentu akan

menghasilkan tampilan unjuk kerja yang kurang baik dari alat atau modul yang

telah dikoneksikannya itu.

Alat atau modul yang akan dikoneksikan itu biasanya mempunyai

konsumsi tegangan sebesar +5V DC atau bisa juga +12V DC. Catu daya DC tetap

dengan tegangan keluaran +5V dan +12V dan mampu mensuplai arus ke beban

sampai dengan 10A adalah sudah mencukupi untuk kebutuhan sebuah

Laboratorium Elektronika.

Pada penelitian mandiri ini, peneliti peneliti menggunakan IC regulator

tegangan 7805 dan 7812 agar menghasilkan tegangan keluaran DC sebesar +5V

dan +12V. Keluaran arus 10A dapat diperoleh dengan menerapkan transistor

eksternal sebagai penguat arus (current booster). Diharapkan dengan adanya catu

daya DC tetap sebesar ini, tampilan unjuk kerja alat atau modul yang akan

dikoneksikan itu tidak akan mengecewakan.

Untuk penelitian berikutnya, bisa dikembangkan atau dibuat rangkaian

catu daya (power supply) tetap universal, yaitu dengan menambahkan catu daya

(power supply) yang mengeluarkan tegangan -12 V, sehingga menjadi +5V,

+12V, dan -12V. Selain itu juga perlu dikembangkan atau dibuat rangkaian catu

daya (power supply) simetris variabel, yaitu rangkaian catu daya (power supply)

yang mengeluarkan tegangan negatif (minus) dan tegangan positif (plus) yang

dapat diatur atau dapat di – adjust secara independen melalui potensiometer

pengatur tegangan keluaran.

Kata-kata kunci : Catu Daya (Power Supply) DC tetap, Catu Daya (Power

Supply) DC tetap universal, Catu Daya (Power Supply) DC

simetris variabel.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas

berkat dan rahmat-Nyalah penyusunan karya ilmiah laporan akhir penelitian

mandiri bidang ilmu teknik elektro ini, dapat kami selesaikan tepat pada

waktunya. Penelitian mandiri ini mengambil judul “ CATU DAYA DC TETAP

+5V DAN +12V / 10A UNTUK LABORATORIUM ELEKTRONIKA ”.

Dalam penyusunan karya ilmiah laporan akhir penelitian mandiri bidang

ilmu teknik elektro ini, kami banyak mendapat bantuan, bimbingan, dan saran,

baik secara langsung maupun tidak langsung, dari berbagai pihak. Untuk itu

ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kami sampaikan kepada :

1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, M.T., Ph.D., selaku Dekan

Fakultas Teknik Universitas Udayana.

2. Bapak Ir. I Nyoman Setiawan, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan

Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana.

3. Istri, dan kedua anak kami di rumah, yang telah memberikan dukungan dan

doanya dalam penelitian ini.

4. Teman-teman seperjuangan penelitian mandiri di lingkungan Jurusan Teknik

Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana, yang telah

memberi motivasi dalam penyusunan karya ilmiah laporan akhir penelitian

mandiri bidang ilmu teknik elektro ini.

Karya ilmiah laporan akhir penelitian mandiri bidang ilmu teknik elektro

ini mungkin penuh dengan keterbatasan dan kekurangan. Oleh sebab itu saran dan

kritik yang konstruktif sangat diharapkan demi kesempurnaan penulisan karya

ilmiah laporan akhir penelitian mandiri bidang ilmu teknik elektro ini. Semoga

karya ilmiah laporan akhir penelitian mandiri bidang ilmu teknik elektro ini dapat

bermanfaat bagi semua pihak.

Bukit Jimbaran, Oktober 2015

Peneliti

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Salah satu hal yang penting bagi Laboratorium Elektronika adalah

ketersediaan catu daya (Power Supply, PS) DC. Catu daya DC sangat

mempengaruhi penampilan unjuk kerja keseluruhan dari suatu alat atau modul

yang telah dikoneksikan. Catu daya DC yang kurang baik, sudah tentu akan

menghasilkan tampilan unjuk kerja yang kurang baik dari alat atau modul yang

telah dikoneksikannya itu.

Alat atau modul yang akan dikoneksikan itu biasanya mempunyai

konsumsi tegangan sebesar +5V DC atau bisa juga +12V DC. Konsumsi tegangan

+5V biasanya digunakan untuk suplai yang berkomponen digital atau TTL

(Transistor-Transistor Logic). Sedangkan konsumsi tegangan sebesar +12V

biasanya digunakan untuk suplai alat atau komponen elektronik umum. Di sisi

lain, konsumsi arus juga perlu diperhatikan. Ketersediaan catu daya DC +5V DC

dan +12V DC yang mampu mensuplai arus ke beban sampai dengan 10A adalah

sudah mencukupi untuk kebutuhan sebuah Laboratorium Elektronika.

Pada penelitian mandiri ini, peneliti merancang dan membangun sebuah

catu daya DC tetap +5V dan +12V / 10A untuk Laboratorium Elektronika. Untuk

menghasilkan tegangan keluaran DC sebesar +5V dan +12V, peneliti

menggunakan IC regulator tegangan 7805 dan 7812. Keluaran arus 10A dapat

diperoleh dengan menerapkan transistor eksternal sebagai penguat arus (current

booster). Diharapkan dengan adanya catu daya DC tetap sebesar ini, tampilan

unjuk kerja alat atau modul yang akan dikoneksikan itu tidak akan

mengecewakan.

1.2. Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas, dapat dirumuskan permasalahan yang dihadapi

yaitu bagaimana cara membangun sebuah catu daya DC tetap +5V dan +12V /

10A untuk Laboratorium Elektronika.

1.3. Batasan Masalah

Batasan permasalahan pada penelitian mandiri ini adalah sebagai berikut :

1. Catu daya DC tetap menggunakan IC regulator tegangan 7805 dan 7812 agar

menghasilkan tegangan keluaran +5V dan +12V.

2. Menggunakan transistor eksternal sebagai penguat arus agar catu daya DC

menghasilkan arus sebesar 10A.

1.4. Tujuan

Tujuan dari penelitian mandiri ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk merancang dan membangun catu daya DC tetap +5V dan +12V / 10A,

2. Untuk mengetahui cara kerja catu daya DC tetap +5V dan +12V / 10A.

1.5. Manfaat

Manfaat dari penelitian mandiri ini adalah sebagai berikut :

1. Terciptanya suatu catu daya DC +5V dan +12V / 10A yang murah dan handal

untuk Laboratorium Elektronika,

2. Dapat digunakan sebagai referensi pustaka di masa yang akan datang,

khususnya di bidang catu daya elektronika praktis.

1.6. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dari penelitian mandiri ini adalah sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN.

Menjelaskan latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, dan

manfaat dari catu daya DC tetap +5V dan +12V / 10A untuk Laboratorium

Elektronika.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA.

Membahas tentang dasar-dasar teori penunjang untuk merancang dan membangun

suatu catu daya DC tetap +5V dan +12V / 10A untuk Laboratorium Elektronika,

termasuk komponen-komponen yang digunakan.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN.

Menguraikan tentang waktu, tempat, data-data dan alat-alat yang digunakan pada

penelitian ini, serta menguraikan bagaimana cara merancang dan membangun catu

daya DC tetap +5V dan +12V / 10A untuk Laboratorium Elektronika.

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN.

Menjelaskan tentang hasil penelitian mandiri yang berupa sebuah catu daya yang

telah dirancang berdasarkan pada bab III, dan menjelaskan bagaimana cara

mengukur atau cara menguji alat yang telah dirancang dan yang telah dihasilkan

tersebut.

BAB V PENUTUP

Menjelaskan kesimpulan berdasarkan uraian bab-bab sebelumnya dan

menjelaskan saran-saran untuk penyempurnaannya di masa yang akan datang.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Dioda Bridge

Dioda bridge adalah sebuah komponen elektronika semikonduktor yang

berfungsi sebagai penyearah arus bolak-balik (AC). Disebut dioda bridge karena

di dalam komponen ini terdapat empat buah dioda yang dihubungkan saling

bertemu satu sama lain (bridge rectifier atau penyearah jembatan).

Dioda bridge merupakan penyearah arus bolak-balik satu gelombang

penuh, jadi akan dihasilkan tegangan DC (searah) yang lebih baik, yang

cenderung memiliki noise rendah. Saat ini, dioda bridge banyak digunakan pada

perangkat-perangkat elektronika modern, karena memang memiliki kinerja yang

baik.

Gambar 2.1. Dioda Bridge

(http://www.sisilain.net/2011/02/pengertian-dioda-bridge.html)

Transformator

Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan

mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik

yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi-

elektromagnet. Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga

listrik maupun elektronika.

Prinsip kerja transformator dapat dijelaskan berdasarkan induksi

elektromagnetik, di mana antara sisi primer dan sisi sekunder terdapat

penghubung magnetik. Gandengan magnet ini berupa inti besi tempat melakukan

fluks bersama. Medan magnet berperan sangat penting sebagai rangkaian proses

konversi energi. Melalui medium medan magnet, bentuk energi mekanik dapat

diubah menjadi energi listrik, alat konversi ini disebut generator atau sebaliknya

dari bentuk energi listrik menjadi energi mekanik, sebagai alat konversi disebut

motor.

Pada transformator, gandengan medan magnet berfungsi untuk

memindahkan dan mengubah energi listrik dari rangkaian primer ke sekunder

melalui prinsip induksi elektromagnetik. Dari sisi pandangan elektris, medan

magnet mampu untuk menginduksikan tegangan pada konduktor sedangkan dari

sisi pandangan mekanis medan magnet sanggup untuk menghasilkan gaya dan

kopel (penggandeng).

Kelebihan medan magnet sebagai perangkai proses konversi energi

disebabkan terjadinya bahan-bahan magnetik yang memungkinkan diperolehnya

kerapatan energi yang tinggi. Kerapatan energi yang tinggi ini akan menghasilkan

kapasitas tenaga per unit volume mesin yang tinggi pula.

Pengertian kuantitatif tentang medan magnet dan rangkaian magnet

merupakan bagian penting untuk memahami proses konversi energi listrik.

Induktansi, tegangan pada kumparan didefinisikan sebagai perubahan arus

terhadap waktu yang melewati kumparan tersebut.

= L ................................................................................................... (2.1)

Atau ketika terjadi perubahan arus pada kumparan maka terjadi perubahan fluk

magnetik yang menyebabkan terjadinya perubahan induksi tegangan.

= N ................................................................................................. (2.2)

di mana :

N = jumlah lilitan kumparan

φ = fluk magnet

Konstruksi transformator gambar di bawah ini memperlihatkan bentuk fisik

dari transformator, di mana tegangan masukan (V1) berbentuk sinusioda pada

gulungan primer (N1). Arus arus masukan (I1) mengakibatkan aliran fluk (φ)

pada gulungan (N1) maupun gulungan (N2). Fluk pada gulungan sekunder (N2)

menyebabkan aliran arus (I2) dan tegangan (V2).

Gambar 2.2. Konstruksi transformator

(http://elektronika-dasar.web.id/2015)

Kapasitor

Kapasitor atau kondensator adalah perangkat komponen elektronika yang

berfungsi untuk menyimpan muatan listrik dan terdiri dari dua konduktor yang

dipisahkan oleh bahan penyekat (dielektrikum) pada tiap konduktor, atau yang

disebut keping. Zat dielektrik yang digunakan untuk menyekat kedua komponen

tersebut berguna untuk membedakan jenis-jenis kapasitor. Terdapat beberapa

kapasitor yang menggunakan bahan dielektrik, antara lain kertas, mika, plastik

cairan dan masih banyak lagi bahan dielektrik lainnya.

Gambar 2.3. Prinsip kerja kapasitor

(http://tienkartina.wordpress.com/.2010)

Prinsip kerja kapasitor pada umumnya hampir sama dengan resistor yang

juga termasuk ke dalam komponen pasif. Dalam rangkaian elektronika, kapasitor

sangat diperlukan terutama mencegah loncatan bunga api listrik pada rangkaian

yang mengandung kumparan. Selain itu, kapasitor juga dapat menyimpan muatan

atau energi listrik dalam rangkaian, dapat memilih panjang gelombang pada radio

penerima, dan sebagai filter dalam catu daya (Power Supply).

Gambar 2.4. Fungsi kapasitor pada rangkaian penyearah gelombang

(http://goodarif.wordpress.com/.2012)

Berdasarkan bahan isolator dan nilainya, kapasitor dibagi menjadi dua

yaitu kapasitor tetap dan kapasitor tidak tetap, yaitu :

1. Kapasitor Tetap

Kapasitor tetap adalah kapasitor yang memiliki kapasitansi tetap dan tidak

dapat diubah-ubah.Pada kategori kapasitor tetap, terdapat 2 jenis kapasitor yang

dapat dibedakan berdasarkan polaritas elektrodanya.

Gambar 2.5. Jenis dan simbol Kapasitor Tetap

(http://elektronika-dasar.web.id/.2012)

a. Kapasitor Polar

Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan

dielektriknya adalah lapisan metal-oksida.Umumnya kapasitor yang termasuk

kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan – di badannya. Mengapa

kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena proses pembuatannya

menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup

negatif katoda. Telah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum, aluminium,

magnesium, titanium, niobium, zirconium dan seng (zinc) permukaannya dapat

dioksidasi sehingga membentuk lapisan metal-oksida (oxide film). Lapisan

oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada proses penyepuhan

emas. Elektroda metal yang dicelup ke dalam larutan elektrolit (sodium borate)

lalu diberi tegangan positif (anoda) dan larutan elektrolit diberi tegangan negatif

(katoda). Oksigen pada larutan electrolyte terlepas dan mengoksidai pada

permukaan plat metal. Contohnya, jika digunakan Aluminium, maka akan

terbentuk lapisan Aluminium-oksida (Al2O3) pada permukaannya.

Gambar 2.6. Bentuk fisik kapasitor polar

(http://elektronika-dasar.web.id/.2012)

Dengan demikian, berturut-turut plat metal (anoda), lapisan-metal-oksida dan

electrolyte (katoda) membentuk kapasitor. Dalam hal ini lapisan metal-oksida

sebagai dielektrik.Besar kapasitansi berbanding terbalik dengan tebal

dielektrik.Lapisan metal-oksida ini sangat tipis, sehingga dengan demikian dapat

dibuat kapasitor yang kapasitansinya cukup besar. Karena alasan ekonomis dan

praktis, umumnya bahan metal yang banyak digunakan adalah aluminium dan

tantalum. Bahan yang paling banyak dan murah adalah Aluminium. Untuk

mendapatkan permukaan yang luas, bahan plat Aluminium ini biasanya digulung

radial. Sehingga dengan cara itu dapat diperoleh kapasitor yang kapasitansinya

besar. Sebagai contoh 100 μF, 470 μF, 4700 μF dan lain-lain, yang sering juga

disebut kapasitor elco. Bahan electrolyte pada kapasitor Tantalum ada yang cair

tetapi ada juga yang padat. Disebut electrolyte padat, tetapi sebenarnya bukan

larutan electrolit yang menjadi elektroda negatif-nya, melainkan bahan lain yaitu

manganese-dioksida. Dengan demikian, kapasitor jenis ini bisa memiliki

kapasitansi yang besar namun menjadi lebih ramping dan mungil.Selain itu karena

seluruhnya padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan

lama.Kapasitor tipe ini juga memiliki arus bocor yang sangat kecil, jadi dapat

dipahami mengapa kapasitor Tantalum menjadi relatif mahal.

b. Kapasitor Non-Polar

Kapasitor non polar adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan

dielektrik dari keramik, film dan mika.Keramik dan mika adalah bahan yang

popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil.Tersedia

dari besaran pF sampai beberapa uF, yang biasanya untuk aplikasi rangkaian yang

berkenaan dengan frekuensi tinggi. Termasuk kelompok bahan dielektrik film

adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene terephthalate atau

dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene, polyprophylene, polycarbonate,

metalized paper dan lainnya.

Gambar 2.7. Bentuk Fisik Kapasitor Non – Polar

(http://desnantara.blogspot.com/.2013)

2. Kapasitor Tidak Tetap / Kapasitor Variable

Kapasitor tidak tetap atau kapasitor variable adalah kapasitor yang nilai

kapasitansinya dapat dirubah atau kapasitansinya dapat diatur sesuai keinginan

dengan batas maksimal sesuai yang tertera pada kapasitor tersebut. Contoh suatu

kapasitor variable (Varco / trimer kapasitor) tertulis 100 pF maka kapasitansi

kapasitor tersebut dapat diatur maksimal 100 pF sampai mendekati 0 pF.

Gambar 2.8. Bentuk fisik kapasitor variable

(http://elektronika-dasar.web.id/.2012)

Aplikasi dari kapasitor variable ini dapat ditemukan pada rangkaian penerima

radio atau pembangkit gelombang, kapasitor variable ini juga dapat ditemui pada

pemancar radio. Fungsi kapasitor variable ini pada rangkaian tersebut adalah

untuk mengatur nilai frekuensi resonansi yang dihasilkan dari rangkaian

pembangkit gelombang, dan sebagai trimer impedansi pemancar dan antena pada

pemancar radio.

Rumusan-rumusan yang disimpan dalam keping-keping kapasitor yang

bermuatan listrik sebagai berikut :

Q = C.V ....................................................................................................... (2.3)

di mana :

Q = Muatan yang satuannya Coulumb

C = Kapasitas yang satuannya Farad

V = Tegangan yang satuannya Volt

(1 Coulumb = 6,3 x 1018

elektron)

Kapasitor bisa berfungsi sebagai baterai karena tegangan tetap berada di

dalam kapasitor meskipun sudah tidak dihubungkan, lamanya tegangan yang

tertinggal bergantung pada kapasitas kapasitor itu sendiri. Contoh rumus lain

dalam rangkaian kapasitor :

1. Rumus untuk kapasitor dengan rangkaian paralel

C Total = C1 + C2 + C3 ......................................................................... (2.4)

2. Rumus untuk kapasitor dengan rangkaian seri

........................................................................ (2.5)

IC Regulator Tegangan Tetap

Regulator tegangan tetap terintegrasi merupakan IC regulator yang

menghasilkan tegangan output yang konstan. Contoh IC regulator tegangan tetap

adalah IC LM 78XX dan LM 79XX. IC LM 78XX merupakan IC regulator

tegangan tetap untuk tegangan DC positif. Sedangkan IC LM 79XX merupakan

IC regulator tegangan tetap untuk tegangan DC negatif. Kedua IC regulator

tegangan tetap ini memiliki 3 pin, yaitu pin input, pin ground, dan pin output.

Besarnya tegangan keluaran dan tegangan masukan minimum untuk Kedua IC

regulator tegangan tetap ini ditunjukkan seperti pada Tabel 2.1 dan Tabel 2.3 di

bawah ini.

Tabel 2.1. Keluarga IC regulator tegangan DC positif 78XX

SERI IC TEGANGAN

KELUARAN (V)

VI MINIMUM (V)

7805 +5 +7,3

7806 +6 +8,3

7808 +8 +10,5

7810 +10 +12,5

7812 +12 +14,6

7815 +15 +17,7

7818 +18 +21,0

7824 +24 +27,1

Tabel 2.2. Keluarga IC regulator tegangan DC negatif 79XX

SERI IC TEGANGAN

KELUARAN (V)

VI MINIMUM (V)

7905 -5 -7,3

7906 -6 -8,3

7908 -8 -10,5

7910 -10 -12,5

7912 -12 -14,6

7915 -15 -17,7

7918 -18 -21,0

7924 -24 -27,1

Gambar 2.9. Contoh rangkaian catu daya (power supply) sederhana +12 V DC. (http://elektronika-dasar.web.id/.2013)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Kegiatan penelitian ini dilakukan mulai awal Juli sampai dengan akhir

Oktober 2015 (16 minggu). Penelitian dilakukan di Laboratorium Dasar Teknik

Elektro (DTE) Gedung DI Lantai 2, JTEK – F.T. UNUD Kampus Bukit Jimbaran,

Kab. Badung.

3.2. Data-data Penelitian

3.2.1. Sumber Data Penelitian

Data-data yang diperoleh pada kegiatan penelitian ini bersumberkan dari :

1. Pengamatan Langsung

Data ini diperoleh dari hasil pengukuran atau pengujian dan pengamatan

secara langsung dari alat atau rangkaian yang dibuat yaitu catu daya (Power

Supply, PS) tetap +5V DC dan +12V DC / 10A.

2. Studi Pustaka (Library Research)

Merupakan data yang diperoleh dari beberapa literatur yang berkaitan dengan

catu daya (Power Supply, PS) tetap +5V DC dan +12V DC / 10A.

3.2.2. Jenis Data Penelitian

Jenis data yang digunakan pada penelitian ini dibagi menjadi dua, yaitu :

1. Data kuantitatif

Merupakan data yang berupa angka-angka dari hasil pengukuran atau

pengujian dan pengamatan secara langsung dari alat atau rangkaian yang

dibuat yaitu catu daya (Power Supply, PS) tetap +5V DC dan +12V DC / 10A.

2. Data kualitatif

Merupakan data yang tidak berupa angka misalnya teks pesan, bentuk

gelombang keluaran pada osiloskop, indikator LED simulator, atau keluaran

speaker alarm dari alat yang telah dibuat.

3.2.3. Teknik Pengumpulan Data Penelitian

Ada beberapa metode pengumpulan data yang digunakan dalam pada

penelitian ini yaitu :

1. Metode observasi

Merupakan metode pengumpulan data dengan melakukan pengamatan dan

pengujian langsung terhadap parameter-parameter di dalam rancang-bangun

catu daya (Power Supply, PS) tetap +5V DC dan +12V DC / 10A..

2. Metode kepustakaan

Merupakan metode pengumpulan data dengan cara mempelajari beberapa

literatur yang diperoleh dari buku-buku referensi, majalah, internet, ataupun

dari sumber-sumber lainnya yang dapat dipertanggungjawabkan

kebenarannya.

3.3. Metode Rancang – Bangun Alat atau Rangkaian

3.3.1. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam membuat rangkaian catu daya (Power

Supply, PS) tetap +5V DC dan +12V DC / 10A ini adalah sebagai berikut :

1. Perangkat keras, yang terdiri atas :

a. PCB polos, serbuk FeCl3 dan wadah pelarut PCB

b. Bor mini (mini drill) lengkap dengan Power Supply Adaptor

c. Drey plus, drey minus segala macam ukuran dan Testpen

d. Solder listrik 40W / 220V, pasta dan sepon pembersih solder

e. Timah dan penyedot timah, serta tang, gunting, cutter, dan pinset

f. Amplas halus, gergaji besi, plat pendingin aluminium, sekrup, dan baud

g. Alat sablon lengkap untuk membuat PCB

2. Tester, terdiri atas Multitester digital

3. Komponen (spare-part), yang terdiri atas :

a. Resistor dan Kapasitor

b. Transistor, IC Regulator Tegangan, dan plat aluminium pendingin

c. Transformator CT untuk adaptor, dioda, bridge dioda, dan LED

d. Kabel, jack konektor, dan sekrup plat aluminium pendingin

3.3.2. Diagram Alur Pembuatan Rangkaian

Diagram alur pembuatan rangkaian alat atau rangkaian yang dibuat yaitu

catu daya (Power Supply, PS) tetap +5V DC dan +12V DC / 10A ditunjukkan

pada Gambar 3.1.

M u l a i

Studi pustaka &

Pengumpulan & pengolahan data

Perancangan spesifikasi teknis

rangkaian / alat

Pembelian komponen (spare-part)

& pembuatan rangkaian / alat

Pengujian & analisa

rangkaian / alat

Pengujian & analisa

rangkaian / alat

berhasil dengan baik ??

Penulisan naskah laporan

untuk rangkaian / alat

S e l e s a i

Ya

Tidak

Ya

Gambar 3.1. Diagram alur pembuatan rangkaian.

Kegiatan penelitian diawali dengan studi pustaka, pengumpulan, dan

pengolahan data. Kemudian dilanjutkan dengan kegiatan perancangan spesifikasi

teknis rangkaian atau alat, pembelian komponen (spare-part), pembuatan

rangkaian / alat, pengujian dan analisa rangkaian / alat, dan seterusnya, sampai

dengan kegiatan penelitian ini benar-benar selesai (penulisan laporan penelitian).

3.3.3. Diagram Blok Rangkaian

Diagram blok alat atau rangkaian catu daya (Power Supply, PS) tetap +5V

DC dan +12V DC / 10A ini ditunjukkan seperti pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Diagram blok rangkaian keseluruhan.

3.3.4. Skematika Rangkaian

Rangkaian catu daya (Power Supply, PS) ini menggunakan IC regulator :

LM7805 dan LM7812, sehingga masing-masing tegangan keluarannya adalah

sebesar +5V DC dan +12V DC. Transistor eksternal dimaksudkan sebagai

penguat arus agar diperoleh arus keluaran yang lebih besar. Dalam hal ini sampai

dengan 10A.

Gambar 3.3. Rangkaian catu daya (power supply) menggunakan IC LM7805 dan LM7812.

3.4. Cara Kerja Rangkaian Keseluruhan

Pada saat pertama kali saklar power on-off dinyalakan, maka transformator

penurun tegangan (step down) akan menurunkan tegangan 220V AC pada bagian

gulungan primer menjadi tegangan 20 V AC di gulungan sekunder. Tegangan

20V AC pada gulungan sekunder ini kemudian disearahkan oleh dioda jembatan

(bridge diode) dan difilter kapasitor masukan C1 agar ripple atau kerut komponen

tegangan AC dapat diperkecil. Setelah masuk dan keluar dari IC regulator

tegangan 7805 dan 7812, maka tegangan akan difilter lagi oleh kapasitor keluaran,

sehingga tegangan tersebut benar-benar mendekati tegangan arus searah atau DC.

Tegangan keluaran masing-masing adalah +5V DC dan +12V DC. Untuk

memperoleh arus keluaran yang lebih besar, maka diperlukan transistor eksternal

TIP 3055 sebagai penguat arus.

3.5. Jadwal Pelaksanaan (Time Schedule)

Jadwal kegiatan pelaksanaan kegiatan penelitian ini ditunjukkan seperti

pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Jadwal Kegiatan Penelitian Per Mingguan.

No. Urutan Kegiatan Penelitian Bulan I Bulan II Bulan III Bulan IV

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Studi pustaka & pengumpulan data

2 Perancangan spesifikasi rangkaian elektronika

3 Simulasi rangkaian elektronika dengan piranti lunak (software) *

4 Pembelian komponen rangkaian elektronika & ATK

5 Pembuatan rangkaian elektronika (hardware)

6 Pengujian & analisa rangkaian elektronika (hardware)

7 Pembuatan, pengujian, & analisa piranti lunak (software) *

8 Pembuatan & penjilidan laporan (draft report)

9 Seminar

10 Pembuatan & penjilidan laporan akhir (final report)

Catatan :

* = apabila khusus nomor urutan kegiatan ini benar-benar harus ada dan dilaksanakan

BAB IV

HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengujian dan Pembahasan

Pengujian rangkaian catu daya (power supply) ini menggunakan Digital

Multi Meter (DMM). Jack probe colok berwarna hitam (negative, min, atau

common) DMM dihubungkan ke titik referensi. Jack probe colok berwarna merah

(positive atau plus) DMM dihubungkan ke titik uji. Sedangkan saklar pemilih

(switch selector) DMM pada posisi VAC atau VDC, sesuai dengan keperluan.

Untuk menguji atau mengukur tegangan AC, maka saklar pemilih (switch

selector) DMM pada posisi VAC 700. Sedangkan untuk menguji atau mengukur

tegangan DC, maka saklar pemilih (switch selector) DMM pada posisi VDC 20.

Hasil pengujian atau pengukuran rangkaian catu daya ini dapat dilihat secara

langsung pada tampilan LCD DMM.

Gambar 4.1. Lokasi titik pengujian rangkaian catu daya (power supply).

Sesuai dengan lokasi titik pengujian rangkaian catu daya (power supply)

pada Gambar 4.1, maka hasil pengujian atau pengukuran pada masing-masing

titik referensi dan titik uji dirangkum dalam Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Tabel hasil pengujian rangkaian catu daya (power supply).

NO.

LOKASI PENGUJIAN

HASIL

PENGUJIAN KETERANGAN

Blok Bagian Titik

Referensi Titik Uji

1 Rangkaian Catu Daya

(Power Supply) CT, 0, GND

A 4,99 V Q.C. Pass

B 12,02 V Q.C. Pass

Gambar 4.2. Hasil pengujian rangkaian catu daya (power supply) pada titik A.

Gambar 4.3. Hasil pengujian rangkaian catu daya (power supply) pada titik B.

Dari hasil pengujian atau pengukuran, rangkaian catu daya (power supply)

ini telah bekerja dengan baik.

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil setelah melakukan kegiatan

penelitian mandiri ini pada Laboratorium Dasar Teknik Elektro Jurusan Teknik

Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana adalah sebagai

berikut :

1. Toleransi tegangan keluaran yang dihasilkan oleh rangkaian catu daya (power

supply) ini tidak lebih dari ±10%, sehingga rangkaian catu daya (power supply)

ini telah bekerja dengan baik.

2. Rangkaian catu daya (power supply) ini bisa digunakan membantu Proses

Belajar-Mengajar Mata Kuliah dan Praktikum Elektronika.

5.2. Saran

Adapun saran yang dapat diberikan dalam kegiatan penelitian mandiri ini

pada Laboratorium Dasar Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro dan Komputer

Fakultas Teknik Universitas Udayana adalah sebagai berikut :

1. Perlu dikembangkan atau dibuat rangkaian catu daya (power supply) tetap

universal, yaitu dengan menambahkan catu daya (power supply) yang

mengeluarkan tegangan -12 V, sehingga menjadi +5V, +12V, dan -12V.

2. Juga perlu dikembangkan atau dibuat rangkaian catu daya (power supply)

simetris variabel, yaitu rangkaian catu daya (power supply) yang

mengeluarkan tegangan negatif (minus) dan tegangan positif (plus) yang

dapat diatur atau dapat di – adjust secara independen melalui potensiometer

pengatur tegangan keluaran.

DAFTAR PUSTAKA

1. Anonim. 2014. Transistor NPN dan PNP. Available From :

http://simplemotor.com/

2. www.datasheetcatalog.com datasheet Dioda 1N4001-4007

3. www.datasheetcatalog.com datasheet Regulator 7805 dan 7812

4. Boylestad, Robert & Louis Nashelsky, Electronic Devices & Circuit Theory

8th

Edition, Prentice-Hall, Inc., 2002.

5. Hassul, Michael & Don Zimmerman, Electronic Devices & Circuits :

Conventional flow version, Prentice-Hall, Inc., 1997.

6. Malvino, Albert Paul. 1987. Prinsip-prinsip Elektronika. Edisi III. Jilid II,

Alih bahasa Barmawi dan Tjia. Jakarta: Erlangga.